淺析VCR嗣后充填法在地下鐵礦的應(yīng)用

李夢龍

【摘要】鑒于國內(nèi)各類大型礦山的露天開采階段實(shí)施已久，加之國家對不可再生礦物資源的重視，礦山由露天轉(zhuǎn)入地下以及地下深部開采作業(yè)勢在必行，VCR嗣后充填法作為一種高效、安全、環(huán)保的采礦法正在被廣泛應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】VCR嗣后充填法；地下鐵礦；采礦工藝流程；應(yīng)用與發(fā)展

1.引言

最近十年，我國金屬礦床開采技術(shù)和理論取得了較大進(jìn)展，許多采礦新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料在礦山得到應(yīng)用。在地下開采方面，大孔徑潛孔鉆機(jī)、牙輪鉆機(jī)、鑿巖臺車、鏟運(yùn)機(jī)、裝載機(jī)、井下礦用汽車、裝藥機(jī)械、錨桿臺車等輔助采礦機(jī)械獲得了推廣應(yīng)用，VCR采礦法、高分段崩落采礦法、自然崩落采礦法、水平和緩傾斜厚大礦體的房柱法等高效采礦方法和工藝相繼誕生。

常見的傳統(tǒng)充填法有水平分層充填法、壁式充填法、削壁充填法等，VCR嗣后充填法與傳統(tǒng)充填法相比較，主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：a.開拓作業(yè)周期短，縮短了投產(chǎn)時(shí)間；b.前期投資成本低，投資回報(bào)期短；c.采切巷道少、斷面大，可采用各類機(jī)械化作業(yè)（鑿巖臺車、液壓潛孔鉆、裝藥臺車、鏟運(yùn)機(jī)等），回采效率提升，安全系數(shù)高；d.單次回采爆破崩礦量大、單耗低，工序循環(huán)間隙短，整體作業(yè)效率高。

2. VCR嗣后充填法的應(yīng)用

2.1工程項(xiàng)目簡介

安陽鋼鐵集團(tuán)舞陽礦業(yè)公司鐵山礦露天轉(zhuǎn)地下一期采礦工程，要求在-100m至-160m中段年采礦210萬噸，即在一個(gè)中段實(shí)現(xiàn)大型礦山的采礦量（年采礦200-300萬噸屬于大型地下礦山），業(yè)主、設(shè)計(jì)院及施工方共同研究后決定采用在近年來推廣的“VCR嗣后充填法”。

2.2工藝流程

VCR嗣后充填法工藝流程為：開拓系統(tǒng)形成→-100m水平鑿巖硐室施工→-160m水平拉底、裝礦巷道施工→-160m中深孔設(shè)計(jì)及施工→-100m水平深孔設(shè)計(jì)及施工→-160m水平中深孔落礦→-100m水平深孔落礦→-160m水平出礦→充填→新礦房施工。

2.3開拓采準(zhǔn)作業(yè)

根據(jù)地勘資料顯示，該中段礦體走向長約720m，礦體厚度30～100m，礦體傾角在48～55度之間，傾向南北向，該礦體數(shù)序傾斜厚大礦體，礦、巖穩(wěn)定性屬于較穩(wěn)定。設(shè)計(jì)采礦中段高為60m，礦房寬度為15m，長度根據(jù)礦體厚度調(diào)整，相比其它采礦法開拓掘進(jìn)量大幅減少，投產(chǎn)時(shí)間大幅提前。

-100m、-160m水平的巷道掘進(jìn)斷面為4.2m*4.5m三心拱形，臨近礦巖分界線20m范圍內(nèi)的穿脈沿脈巷道需至少采取素噴砼支護(hù)措施，圍巖較破碎或裂隙較發(fā)育處需采取噴錨掛網(wǎng)或鋼拱架支護(hù)措施，以防后期中深孔、深孔爆破作業(yè)對巷道頂板邊幫的大面積破壞。

2.4回采作業(yè)

-160m水平切割槽中心位置布置直徑2m高9m的切割天井，周邊均勻布置9米深垂直上向中深孔，采用H1354臺車或YGZ-90鉆機(jī)進(jìn)行穿孔作業(yè)，中深孔呈扇形布置，孔徑φ75mm或65mm，孔深6～13m，孔底距1.8～2.2m，排距1.5m。

單次爆破2～4排，直到形成寬4米，長15米，高13米的切割槽。以切割槽為自由面進(jìn)行排位中深孔落礦，形成深孔落礦時(shí)的補(bǔ)償空間。切割槽兩側(cè)面可對稱爆破落礦，單次爆破2～3排，崩礦量為1000～1500噸，單耗為0.25～0.35kg/t。裝藥設(shè)備采用BQF-100裝藥器，炸藥使用粉狀硝銨炸藥或粒狀硝銨炸藥。起爆采用非電毫秒雷管和導(dǎo)爆索聯(lián)合起爆，輸藥管采用專用防靜電輸藥管，起爆網(wǎng)絡(luò)采用非電起爆網(wǎng)絡(luò)，聯(lián)拉方式采用簇聯(lián)，排間微差起爆。

-100m水平采用T150液壓潛孔鉆進(jìn)行下向垂直深孔鉆孔作業(yè)，孔徑φ165mm，孔深47m，以VCR小區(qū)拉槽區(qū)為自由面，對稱爆破深孔落礦，可逐排一次全段高爆破，亦可單次爆破2～3排下半段形成倒樓梯形爆破結(jié)構(gòu)。深孔爆破施工流程：測量孔深，用孔口封堵裝置堵下口，軸向間隔徑向不耦合裝藥，孔頂回填2-3m炮泥，孔間或排間微差爆破，循環(huán)往復(fù)至全部炮孔爆破落礦完成。

2.5出礦作業(yè)

出礦作業(yè)在-160m水平進(jìn)行，采用ST-1030鏟運(yùn)機(jī)出礦，自卸汽車通過斜坡道運(yùn)輸?shù)降乇淼V石倉（堆）。設(shè)置裝礦巷道，在相鄰礦房的拉底巷道中掘進(jìn)裝礦巷道與礦房相連。裝礦巷道初始設(shè)計(jì)中對中距離15米，礦石回采率只有85%，經(jīng)試驗(yàn)優(yōu)化后改為中對中距離10米，礦石回采率可達(dá)92%。ST-1030鏟運(yùn)機(jī)在裝車時(shí)由于舉升高度不夠，需在出礦礦房相鄰穿脈巷道中設(shè)置裝礦臺。汽車運(yùn)礦和地表聯(lián)合的通道只有斜坡道，空、重車是影響生產(chǎn)的重要因素，針對進(jìn)場實(shí)際，斜坡道全長2.5km，沿線設(shè)置10個(gè)錯(cuò)車硐室，在5#、10#錯(cuò)車硐室處設(shè)置上行、下行（加設(shè)錯(cuò)車巷），每臺車輛配備對講機(jī)，確保交通暢行。

2.6充填作業(yè)

在回采礦房出礦完畢后，及時(shí)進(jìn)行充填前封堵作業(yè)，采用鋼軌加錨桿聯(lián)合支護(hù)擋墻，在巷道封堵口外約50cm處斷面周邊采用螺紋錨桿（2m長）定位，然后焊接鋼軌，縱橫間距0.5m，框架搭設(shè)完畢后鋪設(shè)濾水帆布及紗網(wǎng)在靠近礦房一側(cè)進(jìn)行封堵，最后采用素砼對封堵墻四周進(jìn)行噴漿。封堵墻在施工過程中要保留有兩到三處泄水孔。充填料為尾礦砂膠結(jié)物，灰砂比一般為1：4，周邊礦房圍巖不穩(wěn)或節(jié)理發(fā)育則可調(diào)整為1：6，礦房初次充填高度不宜過高，約1m左右，充填過程中安排專人負(fù)責(zé)檢查封堵口是否存在漏漿問題，約2-3天后開始二次充填，在充填高度未超過巷道斷面高度時(shí)單次充填不超過2m，在超過此高度后可單次充填3-5m。采場即將充填接頂時(shí)，需先檢查充填管是否懸掛在最高點(diǎn)，要嚴(yán)格控制充填量，單次充填高度為0.3m-0.5m，為加強(qiáng)充填空區(qū)的料漿排水和養(yǎng)護(hù)，充一天養(yǎng)護(hù)一天，根據(jù)充填料的配比，流速等限量充填。接頂時(shí)，可根據(jù)膠結(jié)面的平整度適時(shí)調(diào)換充填鉆孔，充填時(shí)應(yīng)盡量保證充填面水平，保證膠結(jié)面平整。

3.結(jié)語

VCR嗣后充填法作為一種高效、安全、環(huán)保的采礦法，在河南舞陽礦業(yè)鐵山礦、安徽草樓鐵礦等礦山已成功應(yīng)用并取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，本文以簡略的工序流程形式介紹了此法在地下礦山的應(yīng)用，旨在拋磚引玉，為今后此類采礦法的應(yīng)用能夠更全面、深入、創(chuàng)新性地使用作下鋪墊。

參考文獻(xiàn)

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[2]《爆破工程》.武漢理工大學(xué)出版社，2009年07月.

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